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杂交构树分枝形成相关BpTCP基因克隆与功能研究的开题报告
一、选题背景与意义
杂交构树是重要的经济作物，在全球广泛栽培和利用。不仅可以生产所需的木材和纸浆，还可以用作能源资源和生物技术实践。分枝是杂交构树的重要生长形态，它与植株的高度和树冠的形态密切相关。因此研究分枝形成的分子机制，对于改良杂交构树的品质、提高生产效率和可持续利用杂交构树资源具有重要的理论与实际意义。
BpTCPs(Gramineaetobaccoandpetuniatranscriptionfactorfamily)是一类植物基因调控家族，参与了植物的多种生长和发育调控。虽然有一些研究表明BpTCPs参与了杂交构树的花芽分化，但它们是否参与分枝形成的调控尚未明确。因此，研究杂交构树BpTCPs基因的分枝调控功能和机制，对揭示杂交构树分枝形成的分子机制，探索新的遗传资源具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容和方法
内容：
1.单分枝杂交构树的表型鉴定和RNA抽提：通过对单分枝杂交构树的树干、树枝和叶片进行形态观测和相关数据分析，确定单分枝特征。利用RNAeasyPlantMiniKit对单分枝杂交构树树枝和叶片进行RNA抽提，获取高质量的RNA样本。
2.执行BpTCP染色体定位和基因家系分析：利用基因芯片和LGCGenomics公司的创建的特异性引物序列抽提杂交构树基因组片段，设计序列特异性引物对BpTCPa-c进行PCR扩增。利用PCR技术对杂交构树的BpTCP基因进行扩增、分离、纯化和测序，获得基因序列和相关信息。
3.BpTCP基因克隆、重组蛋白表达、亚细胞定位和酵母互补实验：利用RT-PCR对克隆的BpTCP基因进行重组。利用HisTag蛋白纯化柱对获得的重组蛋白进行纯化。通过亚细胞定位实验和酵母互补实验进一步研究TCP家族蛋白。
4.基因功能研究：利用基因编辑技术对杂交构树单分枝株进行转化，筛选出BpTCP基因过表达/抑制植株，确定BpTCP家族在杂交构树分枝形成过程中的功能及其调控机制。
方法：
1.实验材料：选择五年生杂交构树作为研究材料，搜集单分枝杂交构树。
2.实验媒介：
a.三级级组织培养室。
b.DNA提取试剂盒（TAKEasyPlantDNAkit）。
c.RNAeasyPlantMiniKit。
d.cDNA合成试剂盒（Roche）。
e.Real-TimePCR酶（SYBRGreen）。
f.PCR酶（TaqDNApolymerase）。
g.HisTag蛋白纯化柱（GEHealthcare）。
h.GFP向量。
i.CRISPR/Cas9系统，含有BpTCP基因重组。
3.方法：
a.单分枝杂交构树表型鉴定和RNA抽提。
b.BpTCP染色体定位、基因家系分析和基因克隆等。
c.获得杂交构树BpTCP家族所有的基因序列后，采用Expasy软件进行基因蛋白质两级结构分析和进化树分析。
d.获得BpTCP蛋白并进行亚细胞定位和酵母互补实验。
e.利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对杂交构树单分枝株进行转化，从中筛选出BpTCP基因过表达/抑制的植株，测定分枝情况。
三、预期成果
通过研究杂交构树BpTCPs基因家族的调控机制，预计可以揭示杂交构树分枝的分子调控机制。同时，本研究还可为其他林木作物的分枝形态研究提供新的思路和方向，丰富植物生长发育的理论体系。这些研究成果将成为杂交构树分子遗传育种和分枝形态调控研究的借鉴和基础，有助于提高林业产业和生态环境的可持续发展水平。